JP2769729B2 - 内燃機関用点火コイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関用点火コイルに関し、特に磁路に永
久磁石を介装して出力電圧を増大する点火コイルに係
る。

［従来の技術］ 内燃機関の点火装置は、一般的に点火コイルの一次電
流を断続し、コイル内の磁束変化に応じて二次側に発生
する高電圧を点火プラグに供給し気筒内の混合気に点火
するものである。

上記点火コイルに関しては、近時の内燃機関の高出力
化に伴ない、出力電圧、放電エネルギーの増大が要求さ
れる。このため、コアの断面積を増大させ、コアに巻回
する二次コイルの巻数を増加させるといった対応が必要
となるが、そうすると点火コイルが大型となり点火装置
全体としての小型化の要請に反することとなる。

実開昭48−49425号公報にも、二次コイルの出力電圧
を増大するためには二次コイルの巻線数を多くするか、
磁心を通る磁束を多くすることが必要である旨説明され
ている。同公報においては、これを解決する手段とし
て、スイッチが閉成された際に発生する磁化の方向と反
対方向の磁化力を持つ磁石を磁路に挿入した点火コイル
が提案されている。同様に、特公昭41−2082号公報にも
鉄心即ちコアの磁路に、一次コイルによる磁束と差動す
る磁束、即ち反対方向の磁束を与える永久磁石を設けた
点火コイルが開示されている。その他特開昭59−167006
号、特開昭60−218810号公報にも、コアに設けた空隙に
永久磁石を配置した点火コイルが開示されている。

上記何れの従来技術においても、一次コイル及び二次
コイルが巻回されたコアに対し、両コイルが巻回された
部分以外の箇所に一つ又は二つの空隙を形成し、この空
隙に永久磁石を介装することとしている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように永久磁石を磁路に介装した点火コイルに
おいては、一次電流断続時の磁束変化が大となり、二次
コイルに発生する出力電圧が従前の点火コイルに比し大
となる。しかし、これらの点火コイルにおいては、一次
コイル通電時に生ずる漏洩磁束が多いため、折角増加し
た磁束の多くが相殺され磁束の増加は僅かとなる。

この対策として、二分したコアをコイル内で永久磁石
を介して接合するとよい。具体的には、例えば一次コイ
ルを巻回した筒体の一次ボビンの中空部内に永久磁石を
挿入し両端からコアを挿入して一次ボビン内で永久磁石
を挟持する態様が好ましい。しかし、この態様において
は、一次ボビン内に挿入する永久磁石は、一次ボビン内
において一次コイルによる磁束と反対方向の磁束を発生
するように配置する必要があるが、永久磁石の組み付け
作業は非常に困難である。特に、永久磁石はコアに吸引
されるため姿勢が崩れ正しく配置することは至難であ
る。磁性体を一次ボビン内のコア間に配置した後着磁す
る方法も考えられるが、着磁電源、着磁ヨーク等の装置
が必要となりコストアップ要因となる。また、着磁の
際、磁性体に割れが生ずるおそれもあり、厳しい作業管
理が必要となる。

そこで、本発明は内燃機関に装着される点火コイルに
関し、出力電圧を増大すべく磁路に介装する永久磁石
を、確実且つ容易に配置し得る構造の点火コイルを提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関用点火
コイルは、大断面孔と小断面孔の段付孔の中空部を有す
る筒体から成り該筒体の外面に二次コイルを巻回した二
次ボビンと、筒体の外面に一次コイルを巻回し前記二次
ボビンの大断面孔に収容する一次ボビンと、前記二次ボ
ビンの大断面孔に収容し前記二次ボビンの段付孔の段部
と前記一次ボビンの端部との間で挟持する永久磁石と、
前記一次ボビンの中空部に収容する第１のコアと、前記
二次ボビンの小断面孔に収容し前記永久磁石を介して前
記第１のコアに隣接設置する第２のコアとを備え、該第
２のコア及び前記第１のコアを前記二次ボビン回りで接
合したものである。

上記内燃機関用点火コイルにおいて、前記一次ボビン
の中空部の断面形状と前記二次ボビンの小断面孔の断面
形状とを同一とし、前記第１のコアと前記第２のコアと
を同一の断面形状とし、且つ前記永久磁石の断面積を前
記第１及び第２のコアの断面積より大とすることが好ま
しい。

［作用］ 上記のように構成された本発明の点火コイルにおいて
は、第１及び第２のコアは永久磁石を含み実質的に閉磁
路を形成し、永久磁石は一次コイルによる磁束と反対方
向の磁束が発生するように配置されている。この場合に
おいて、永久磁石は二次ボビンの段付孔の段部と一次ボ
ビンの端部との間に挟持された後に、第１及び第２のコ
アが夫々一次ボビン及び二次ボビンの中空部内に収容さ
れ二次ボビン回りで接合される。即ち、永久磁石が配置
される際には第１及び第２のコアは存在せず、一次ボビ
ン及び二次ボビン間に挟持された後に第１及び第２のコ
アが組み付けられるので、永久磁石は第１及び第２のコ
アに吸引されることなく所定の位置に確実に配置され
る。

而して、一次コイルに供給される一次電流が断続する
ことにより第１及び第２のコアに磁束変化が生じ、二次
コイルに高電圧が誘起される。このとき、永久磁石の磁
束の存在により二次コイルの鎖交磁束の変化が大となり
出力電圧が大となる。

更に、永久磁石の断面積をコアの断面積より大とした
ものにあっては、一次電流によって点火コイル内に蓄積
される磁気エネルギーが増大し、二次コイルの出力電圧
が増大し放電エネルギーが大となる。

［実施例］ 以下、本発明の内燃機関用点火コイルの望ましい実施
例を図面を参照して説明する。

図は本発明の点火コイルの一実施例を示すもので、点
火コイル１は、永久磁石18を含み実質的に閉磁路を形成
する閉磁路コア10に一次コイル21及び二次コイル22が巻
装されて成る。一次コイル21は一次ボビン23に巻回さ
れ、二次コイル22は二次ボビン24に巻回されている。一
次ボビン23及び二次ボビン24は合成樹脂により夫々断面
略矩形の筒体に形成され、前者が後者の中空部に収容さ
れるように形成されている。

二次ボビン24の中空部は大きな断面積を有する大断面
孔24aと、この大断面孔24aより小さい断面積を有する小
断面孔24bとから成る段付孔に形成されており、軸方向
の両端に外周が略矩形の鍔部24d,24eが形成されてい
る。これらの鍔部24d,24e間に二次コイル22の巻線が巻
回されている。一次ボビン23は二次ボビン24の小断面孔
24bと同一断面形状の中空部23aを有し、軸方向の両端に
外形が略矩形の鍔部23d,23eが形成されている。これら
の鍔部23d,23eの外形は二次ボビン24の大断面孔24aの断
面形状と略同一とされており、両鍔部23d,23e間に一次
コイル21の巻線が巻回された後、一次コイル21及び一次
ボビン23が大断面孔24a内に収容されるように構成され
ている。

閉磁路コア10は第１のコア11と、これに永久磁石18を
介して磁気的に連結される第２のコア12を備えており、
一次ボビン23の中空部23a及び二次ボビン24の小断面孔2
4b内で二分された形を呈している。第１のコア11及び第
２のコア12は何れも珪素鋼板の積層体であり、第１のコ
ア11が正面視Ｔ字状、第２のコア12が正面視略Ｅ字状に
形成され、両者が第１図に示すように二次ボビン24回り
で接合されている。即ち、第１のコア11及び第２のコア
12の夫々の一端部には夫々段部が形成されており、第１
のコア11が第２のコア12に圧入されて磁気的に結合され
る。第１のコア11における中空部23a内に収容される部
分の断面形状は中空部23aの断面形状と同一とされ、第
２のコア12における小断面孔24b内に収容される部分の
断面形状と同一とされている。

永久磁石18は一次コイル21の通電時に閉磁路コア10内
に形成される磁束の方向と反対の方向となるように配置
され、二次ボビン24の段部24cと一次ボビン23の鍔部23e
との間に挟持されている。永久磁石18は二次ボビン24の
大断面孔24aに嵌合する略矩形断面形状に形成されてお
り、その軸方向と直交する断面の断面積が第１のコア11
及び第２のコア12の軸方向と直交する断面の断面積より
大となっている。従って、当然乍ら第１のコア11及び第
２のコア12の断面積と同一の断面積とした永久磁石に比
し、永久磁石18の体積は大となっており、それだけ発生
する磁束量も多くなっている。尚、永久磁石18としては
サマリウム−コバルト（Sm−Co）系の金属の燒結体の希
土類マグネットが用いられるが、希土類プラスチックマ
グネットとしてもよい。

ここで、上記の構成部品の組み付け手順を説明する。

先ず一次ボビン23に一次コイル21を巻回しておき、二
次ボビン24に二次コイル22を巻回しておく。次に、予め
着磁した永久磁石18を二次ボビン24の大断面孔24a内に
挿入し段部24c上に置く。そして、一次コイル21を巻回
した一次ボビン23を大断面孔24a内に収容し、永久磁石1
8を鍔部23eと段部24cとの間で挟持して固定する。この
間、一次ボビン23、二次ボビン24は何れも磁性体ではな
いので、従来のように永久磁石18がコアに吸引されて姿
勢が崩れるといったことは生じない。而して、永久磁石
18の取付作業性は極めて良好である。この後、二次ボビ
ン24の小断面孔24b内に第２のコア12を収容し、更に一
次ボビン23の中空部23a内に第１のコア11を収容して両
者の端面が永久磁石18を介して対向するように隣接設置
する。

そして、上記のように一体とした部品をケース30内に
収容し、一次コイル21の一端を図示しないバッテリに接
続し、他端は図示しない制御回路、通称イグナイタに接
続する。二次コイル22の一端は一次コイル21の一端と共
にバッテリに接続し、他端はケース30に一体成形された
二次コネクタ32中の図示しない電極に接続する。この電
極は、図示しない点火プラグもしくは図示しない配電器
に電気的に接続される。尚、二次コネクタ32の電極が点
火プラグに直接接続されるというのは、従前の配電器が
廃され各点火プラグ毎に点火コイルが装着される方式
で、コイル分配点火方式として知られている。

更に、ケース30内には熱硬化性の合成樹脂を充填、硬
化し樹脂部31を形成する。これにより、一次コイル21及
び二次コイル22が含侵固着されると共に二次コイル22の
出力高電圧に耐え得る絶縁性が確保される。

上記の構成になる点火コイル１の一次コイル21に対
し、図示しない制御回路により一次電流が供給され、こ
れが所定の周波数で断続されると永久磁石18を含む閉磁
路コア10に磁束変化が生ずる。これにより二次コイル22
に所定の高電圧が発生し、この高電圧は二次コネクタ32
から直接、もしくは配電器を介して、点火プラグに供給
される。

この場合において、第１のコア11と第２のコア12との
間に介装された永久磁石18により大きな有効磁束変化を
確保することができる。

更に、本実施例においては、永久磁石18の体積が大で
あり発生する磁束量が大であるので、それだけ一次電流
によって蓄積される磁気エネルギーが大となる。而し
て、二次コイル22の出力電圧、放電エネルギーは何れも
従来の点火コイルより大となる。

尚、上記の実施例においては一次ボビン23及び二次ボ
ビン24は何れも矩形断面の筒体としたが、円形断面の円
筒体としてもよく、第１のコアを円板及び円柱を接合し
た形状とし、第２のコアを中空部に円柱を備えた円筒体
として、両者によって形成した密閉空間内に、円板状の
永久磁石を備えた円筒体の一次ボビン及び二次ボビンを
収容する構成としてもよい。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているので、以下に記
載する効果を奏する。

即ち、本発明の点火コイルによれば、コアが収容され
る二次ボビン内に永久磁石が設けられているので、二次
コイルの鎖交磁束の変化が大となり大きな出力電圧が得
られる。特に、永久磁石は一次ボビンの端部と二次ボビ
ン中空部の段部との間で挟持されるように構成されてい
るので、所定の位置に容易且つ確実に配置することがで
きる。このように、従来に比し永久磁石の組み付けが容
易であることからコスト低減が可能となる。

更に、永久磁石の断面積をコアの断面積より大とした
ものにあっては一次電流によって蓄積される磁気エネル
ギーが大となるので、二次コイルの出力電圧の増大、放
電エネルギーの増大が可能となる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の一実施例の点火コイルの縦断面図である。 １……点火コイル,10……閉磁路コア， 11……第１のコア,12……第２のコア， 18……永久磁石， 21……一次コイル,22……二次コイル， 23……一次ボビン,23a……中空部， 24……二次ボビン,24a……大断面孔， 24b……小断面孔,24c……段部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大断面孔と小断面孔の段付孔の中空部を有
   する筒体から成り該筒体の外面に二次コイルを巻回した
   二次ボビンと、筒体の外面に一次コイルを巻回し前記二
   次ボビンの大断面孔に収容する一次ボビンと、前記二次
   ボビンの大断面孔に収容し前記二次ボビンの段付孔の段
   部と前記一次ボビンの端部との間で挟持する永久磁石
   と、前記一次ボビンの中空部に収容する第１のコアと、
   前記二次ボビンの小断面孔に収容し前記永久磁石を介し
   て前記第１のコアに隣接設置する第２のコアとを備え、
   該第２のコア及び前記第１のコアを前記二次ボビン回り
   で接合したことを特徴とする内燃機関用点火コイル。
2. 【請求項２】前記一次ボビンの中空部の断面形状と前記
   二次ボビンの小断面孔の断面形状とを同一とし、前記第
   １のコアと前記第２のコアとを同一の断面形状とし、且
   つ前記永久磁石の断面積を前記第１及び第２のコアの断
   面積より大としたことを特徴とする請求項１記載の内燃
   機関用点火コイル。